歐陽志峰

1 工程概況

1.1 工程簡介

廣州動車組檢修基地工程位于廣州市番禺區(qū),擬修建一、二級檢修庫、三級檢修庫、四、五級檢修庫、不落輪鏇庫等。庫房區(qū)原地貌大部分是水塘、水溝,屬于珠江三角洲海陸交互相沉積平原地貌單元,地形平坦,庫房內(nèi)軟土地基必須進行加固處理,選用深層水泥攪拌樁加固處理方案。

1.2 工程地質(zhì)條件

①淤泥,灰黑色,流塑(表層有0.5 m左右為種植土),厚度3.9 m～14 m,地基承載力特征值 fak=60 kPa;②粉質(zhì)黏土(局部有此層土),灰黑色、黃褐色、軟塑,厚度0 m～4.5 m,地基承載力特征值 fak=120 kPa;③粉質(zhì)黏土,淺黃色、硬塑,厚度0 m～5.5m,地基承載力特征值 fak=150 kPa;④粉細砂(局部有此層),厚度0 m～5.6 m,地基承載力特征值 fak=100 kPa;④1泥質(zhì)粉砂巖,淺紅色,全風(fēng)化,厚度0 m～9.3 m,地基承載力特征值 fak=300 kPa;④2泥質(zhì)粉砂巖,淺紅色,強風(fēng)化,厚度 12 m～24 m,地基承載力特征值 fak=300 kPa;④3泥質(zhì)粉砂巖,淺紅色,弱風(fēng)化,厚度6 m～8.3 m,地基承載力特征值 fak=500 kPa。

2 方案設(shè)計

2.1 設(shè)計參數(shù)

1)水泥摻入比大于12%;2)室內(nèi)配合比設(shè)計:7 d無側(cè)限抗壓強度:qu≥0.8 MPa,28 d無側(cè)限抗壓強度:qu≥1.6 MPa,90 d無側(cè)限抗壓強度:qu≥2.4 MPa;3)現(xiàn)場質(zhì)量檢測:28 d取芯強度:R28≥0.8 MPa,90 d取芯強度:R90≥1.2 MPa,單樁豎向力特征值Ra＞100 kPa,軌道基礎(chǔ)下其復(fù)合地基承載力特征值 fspk＞150 kPa,地面下其復(fù)合地基承載力特征值 fspk＞80 kPa。

2.2 單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值的設(shè)計

攪拌樁單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值取決于樁身強度和地基土情況,一般應(yīng)通過現(xiàn)場單樁荷載試驗確定。無試驗資料時,根據(jù)JGJ 79-91建筑地基處理技術(shù)規(guī)范,單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按下列兩式計算,取其中較小值:

其中,Rdk為單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值;η為強度折減系數(shù),取η=0.5;qa為樁周土的平均摩擦力,根據(jù)該工程地質(zhì)勘察資料及其他相關(guān)資料,填砂土取7 kPa,淤泥土取8 kPa,粉質(zhì)黏土取14 kPa;Ap為樁的截面面積,本工程采用直徑為50 cm的樁,Ap=0.196 3 m2;Up為樁身周長,本工程為0.5π=1.571 m;l為樁長;α為樁端天然地基土的承載力折減系數(shù),取α=0.5;qp為樁端天然地基土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值,根據(jù)其地質(zhì)勘察資料,持力層粉質(zhì)黏土 qp=190 kPa;fcu,k根據(jù)其相關(guān)實踐試驗資料,取 fcu,k=1.5 MPa。

2.3 水泥攪拌樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計

根據(jù)JGJ 79-91建筑地基處理技術(shù)規(guī)范,攪拌樁的承載力按下式計算:

其中,fap,k為復(fù)合地基承載力設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值;m為面積置換率,根據(jù)樁的間距和布設(shè)情況,計算取值約為20%;β為樁間土承載力折減系數(shù),取β=0.7;fa,k為樁間天然地基土平均承載力標(biāo)準(zhǔn)值,根據(jù)該工程勘察地質(zhì)資料及其他相關(guān)資料,填砂土取70 kPa,淤泥取50 kPa,粉質(zhì)黏土取190 kPa。

3 施工工藝

3.1 施工步驟

1)測量放線。a.根據(jù)總平面圖所標(biāo)示的曲線參數(shù),用全站儀測量定位一、二級檢修庫控制線。b.根據(jù)控制線做護樁,根據(jù)報驗的樁位圖放出樁位,并打入竹簽。c.測量人員必須持證上崗,測量儀器要滿足精度要求,并有鑒定標(biāo)簽。測量實行換手復(fù)測,技術(shù)負責(zé)人審核,并上報監(jiān)理階段測量成果[1]。2)施工工藝。原地面清表處理→測量放樣→鉆機就位→送風(fēng),啟動自動記錄儀→鉆進至設(shè)計深度→噴粉、攪拌、提升鉆頭→提升至原地面→鉆進、噴粉至1/3樁長處停止噴粉、攪拌至設(shè)計深度→提升并攪拌至樁頂→鉆機移位,進行下一根樁施工。3)樁機就位[2]。使攪拌機到達指定樁位對中,并保持樁機底座水平。以樁機兩側(cè)的兩個線錘校正機架垂直度,控制垂直度偏差不超過1%。4)鉆進及送粉。啟動鉆機,鉆頭正轉(zhuǎn),待攪拌鉆頭接近地面,啟動自動記錄儀,空壓機送氣,鉆至設(shè)計深度,關(guān)閉送氣閥門,打開送料閥門,噴送加固粉料。判別鉆機是否進入持力層的方法:由鉆機鉆到最深處時的下鉆速度和電流表的讀數(shù)來判定,下鉆速度0.5 m/min,電流值是額定電流值的125%以上。5)攪拌噴粉。繼續(xù)噴粉、鉆頭反轉(zhuǎn)攪拌提升至樁頂,在鉆進、復(fù)攪、復(fù)噴至1/3樁長處,停止噴粉,鉆至設(shè)計深度,再提升、攪拌至原地面。6)進行下一根樁的施工。

3.2 施工設(shè)備

設(shè)備選用PH-5型深層攪拌樁機,主機有2個液壓底盤和4個液壓支腿,可通過鉛垂線和水平尺檢查調(diào)整4個液壓支腿來保證攪拌樁機的垂直度。成樁直徑:標(biāo)準(zhǔn)500 mm,最大600 mm;生產(chǎn)能力:每臺班完成加固體40 m3～50 m3,最大加固深度18 m。

3.3 施工控制

項目經(jīng)理部指派專人負責(zé)水泥攪拌樁的施工,全過程旁站水泥攪拌樁的施工過程。所有施工機械均應(yīng)編號,應(yīng)將現(xiàn)場技術(shù)員、鉆機長、現(xiàn)場負責(zé)人、水泥攪拌樁樁長、樁距等制成標(biāo)牌懸掛于鉆機明顯處,確保人員到位,責(zé)任到人[3]。水泥攪拌樁開鉆之前,應(yīng)用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象,待水排盡后方可下鉆。水泥攪拌配合比:水灰比0.45～0.50、水泥摻量 12%、高效減水劑0.5%。采用二噴四攪工藝,施工時應(yīng)嚴格控制噴漿時間和停漿時間。每根樁開鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè),不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業(yè)。

4 質(zhì)量檢測

水泥攪拌樁成樁7 d可采用輕便觸探法進行樁身質(zhì)量檢驗。

1)檢驗攪拌均勻性:用輕便觸探器中附帶的勺鉆,在攪拌樁身中心鉆孔,取出樁芯,觀察其顏色是否一致,是否存在水泥漿富集的“結(jié)核”或未被攪勻的土團。2)觸探試驗:根據(jù)現(xiàn)有的輕便觸探擊數(shù)(N10)與水泥土強度對比關(guān)系來看,當(dāng)樁身1 d齡期的擊數(shù) N10＞15擊時,樁身強度已能滿足設(shè)計要求;或者7 d齡期的擊數(shù)N10＞30擊時,樁身強度也能達到設(shè)計要求。輕便觸探的深度一般不超過4 m。水泥攪拌樁成樁28 d后,用鉆孔取芯的方法檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長度。

5 結(jié)語

水泥深層攪拌樁加固處理軟土地基效果顯著,經(jīng)處理后地基固結(jié)了軟土,增大了粘聚力,復(fù)合地基的強度得到了提高,可以取得較好的經(jīng)濟效益。

[1]張 震,張春會,林同祺.水泥攪拌樁在軟土地基中的應(yīng)用[J].勘察科學(xué)技術(shù),2006(5):40-42.

[2]孔繁林,劉向杰.軟基處理水泥深層攪拌樁施工控制探討[J].科技信息,2007(1):223.

[3]王 晶.廣州科學(xué)城軟基處理方法[J].山西建筑,2006,32(17):96-97.

[4]連忠燦.深層水泥攪拌樁在福州市港頭泵站地基處理中的應(yīng)用[J].引進與咨詢,2006(9):49-52.

[5]龔龍剛,朱曉龍.水泥攪拌樁處理地基現(xiàn)場試驗研究[J].山西建筑,2008,34(3):126-127.